Le piùsvariateapplicazioniproduttivedispongono ora deglistrumentinecessari per ilmiglioramentodell'efficienzaenergetica e l'utilizzazione del caloredai loro sistemi ad aria compressa
Autor: David De Pril, responsable de gestión de productos y marketing, ELGi Europe
Come maipiccole e medie attività di produzione non consideranosemprepiù di recuperare caloredai loro sistemi ad aria compressa? Perché il consueto effetto "a cascata" ha richiestocosì tanto tempo con le attivitàproduttivepiùgrandi? Ilpotenziale di risparmioenergetico è evidente. I vantaggidellariduzionedelleemissionisonoinnegabili e la redditivitàdell'investimento (ROI, ReturnOnInvestment) è elevata a brevissimo termine.
Tutti i discorsisonoincentrati su efficienzaenergetica e riduzione o eliminazionedeglisprechi. E questo anche per una buonaragione! Si stima che ilsettoreindustrialenell'Unione Europea siaresponsabiledal 20 al 25% del consumo energeticototale. Se l'UEvuoleraggiungere la cosiddetta “neutralitàcarbonica” entro il 2050, un'opportunità enorme e ampiamente non sfruttatarisiedenell'efficienzaenergeticaindustriale e nell'eliminazionedeglisprechi. A prescindere dalla permanenteclausola di "forzamaggiore", eliminare i residuienergetici non è solo la cosa giusta da fare, ma denota anche buonsensosotto i profiloimprenditoriale, indipendentemente dalle dimensionidelleattivitàproduttive.
I segnalisonoevidentinell'ambientedellafabbrica. In questoarticolo, cercherò di illustrare i vantaggisignificativideisistemi di recupero del calore (HealthRecoverySystems, HRS) per le attivitàproduttive di piccole e medie dimensioni.
Di quantocalorestiamo parlando?
In un tipico sistema di aria compressa a iniezioned'olio, ilcalorerecuperabileteorico è pari al 96% del consumo totale di energiaelettrica. È costituitodalcaloredissipato nel radiatoredell'olio (78%), dalpostrefrigeratore (13%) e dalcaloreirradiatodalmotore di azionamento (5%).
Ilcaloredissipatodalradiatoredell'oliopuòessereutilizzato per riscaldarel'acqua e ilcaloredissipatodalpostrefrigeratore e dalmotore di azionamentopuòessereutilizzato per ilriscaldamentosupplementaredegliambienti. Il restante 4% di calore non puòessererecuperatopoichéil 2% si irradia attraversoiltettuccio e l'altro 2% si sfiataall'interno del tettuccio.
Non esiste un approcciounico per il recupero del calore. Fattori come ilposizionamento del compressored’ aria nel sistema di riscaldamento, l'acqua calda o l'aria di sistema hanno un ruolo significativo, ma anche il tipo di compressore in funzione. I compressorilubrificati a olio sono di gran lunga i compressoripiùcomunementeutilizzatinelleapplicazioniindustriali, grazieall'accettazione e all'affidabilitàdellatecnologia. Si stima che oltreil 90% di tutte le installazioni di compressorid'aria a vite in Europa sianolubrificate a olio. Forniscono aria compressaaffidabile a diversisettoriindustriali, come quelloautomobilistico, dellaproduzionegenerale e del confezionamento. Per aiutare la maggior parte delle industrie, il sistema di recupero del calorefunzionamolto benein abbinamentoaicompressorid'arialubrificati a olio.
Dall'inizio
L'utilizzodell'energiaresidua non è ovviamente un concettonuovo. Per decenni, i risparmienergeticisonostatiriconosciuti da vari settori in cui era chiaroil recupero immediato di un piccolo investimento iniziale. La componente più onerosa del costo totaledell'ariacompressa è l'energia. In effetti, per tutta la durata di vita di un compressore standard, l'energia costa tipicamentemoltevoltepiù del prezzo di acquisto del compressore. Il punto fondamentale: massimizzarel'efficienzaenergetica fa risparmiaredenaro. Alcunegrandiattivitàproduttive nel settoreindustrialesonostate le prime a muoversi in modo innovativo con operazioni che comportavanosistemi ad aria compressa di grande capacità, funzionanti 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e che richiedevanocalore di processo durante le procedure. Tali industrie includevano i settori alimentare e dellebevande, farmaceutico e tessile. In breve, più vasta è la scaladelleoperazioni, maggiore è ilrisparmioenergetico.
Allostesso tempo, piccoleditte di ingegneriastavano trasformando o creando aziende spin-off note anche come società di servizienergetici (Energy ServicesCompanies, ESCo). Il loro panequotidiano è una vasta gamma di soluzionienergetiche, tra cui la progettazione e l'implementazione di progetti di risparmioenergetico, riconversione, conservazionedell'energia, outsourcing di infrastruttureenergetiche, generazione di energia e fornitura di energia e gestione del rischio.
Tuttavia, l'adozione di HRS tra le piccole e medie imprese è statapiuttostobassa. La Commissione Europea, nellasuarelazione su "Valorizzazione del calore residuo: migliorarel'efficienzaenergeticanelle industrie di trasformazione", ha osservato che "ilpotenziale del recupero di calore residuo industriale è ancora inutilizzato a causa di numerose barriere tecniche e non tecniche. Traqueste, la necessità di tecnologieefficientiedeconomiche per recuperare le perdite di calore e per riutilizzare, aggiornare o trasformare questocalore per la sua valorizzazione.
Usi del recupero del calore
Come accennato in precedenza, le operazioni che ottengonoilmassimodal recupero del caloresono in genere quelle che richiedono anche calore di processo e comportanooperazioni 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Generalmente notiamo che per questi tipi di operazioni si verificherà un significativo ritornosull'investimentodal recupero del calore, spesso in meno di un anno e raramente in più di dueanni.
Sebbene non tuttol'utilizzo del calorerecuperatosiauguale, cisono ancora enormivantaggi da ottenere per altreoperazioni. L'adozione durante i mesiinvernali, ad esempio, ha come risultatodeivantagginotevoli in termini di costiedemissioni di carbonio. Questivantaggi non sonostatipersi per alcuniaspetti nel settore, con le applicazioni di recupero del caloresia per ilriscaldamentodegliambientisia per ilriscaldamentodell'acqua per ilcomfortdella persona (riscaldamentodegliimpianti), che sonodiventatesemprepiùpopolarinegliultimianni.
In tali casi, ilcalore viene utilizzato come fonte di riscaldamentoaggiuntiva, il che a sua volta riduce i requisitistabiliti per le caldaietradizionalialimentate a carbone, riducendocosì i costi del combustibile per riscaldamentoseparato e con conseguenteriduzionedelleemissioni di carbonio. Nei casi in cui ilcalorerecuperato viene utilizzato per ilriscaldamentodell'acqua, si riscontraun'efficienzasuperiore all'85%, che sale al 96% nelleoperazioni completamente ottimizzate, e nel caso del riscaldamentodegliambienti (aria) è possibileraggiungereun'efficienzadal 60 al 70%. Con talirisultati, le impresevedrannospesso un ritorno a breve termine sul loro investimento, in un periodo tra uno e treanni. Quindi, sebbenecisianovantaggi a prescindere dalle dimensioni o dalsettoreindustriale e dagliaspettioperativideiprocessi, si ottengonovantaggisignificativi nel recupero e nel riutilizzo del caloredal sistema ad aria compressa. Ma allora perché l'adozione è così lenta?
Applicazionetecnologica
In molteimprese di piccole e medie dimensioni, il recupero del caloresemplicemente non è stato una priorità. In genere, e giustamente, le prioritàchiavesono di solito: capacità, affidabilità, efficienzaenergetica e quindi recupero del calore, e l'HRSfinisceall'ultimo posto!
Stiamo ora riscontrandoun'onda del cambiamentonellatrasformazioneindustriale. Le pressioninormative e politichestanno determinando gliimpegninecessari verso l'efficienzaenergetica. Le aspettativedeiconsumatori per l'approvvigionamento di prodottisostenibilistannoestendendoillungobracciodellatracciabilità e la responsabilitàdella catena di approvvigionamento per una maggioreefficienza (e infine, e soprattutto, il know-how e i sistemi per il recupero del calore) stannodiventandopiùdiffusi e competitivi in termini di costi. L'industriadell'ariacompressa ha compiutograndiprogressi nel migliorare la capacità, l'affidabilità e l'efficienzaenergeticadeisistemi ad aria compressaaffrontandoquestepriorità per operazioni di tutte le dimensioni. E mentreil ritmo di questainnovazione continua senzasosta, ELGi sta portando sulmercatosistemi di recupero del calore "plug and play" sensibiliaicosti. In combinazione con una maggioreattenzione operativa sulladiagnosienergetica e sullaconformitàdelleprestazioni del sistema agli standard globalidella gestione dell'energia (come da ISO50001), le piccole e medie impresepossonotrarrevantaggiodal recupero del calorepiùfacilmente che mai.
La matematica è chiara
Glistrumenti e le tecnologiesonodisponibili per imprese di tutte le dimensioni per beneficiare del recupero di calore. Un elevatoritornosull'investimento comporta risparmi sui costiimmediati e, cosa più importante, la riduzionedelleemissioni di carbonioaiuta a ridurrel'improntacarbonicanettadell'azienda. Il recupero del calore non è solo la cosa giusta da fare per il futuro del nostropianeta, ma denota anche buonsenso come imprenditori.
Le piccole e medie impresehanno ora glistrumenti e le opportunità per stare al passo con qualsiasicambiamento normativo, per soddisfare le richiestedeiclienti (e dei loro consumatori a valle) per una miglioresostenibilità e, infine, per migliorare i loro obiettivi di produttività .
Oltre a tuttaquestapotenzialefonte di energia gratuita, cisonoaltriaspettiimportanti da considerare. Un esempio è un'installazione ad aria compressa di dimensioniadeguate, compresa la stessa sala compressori e la suaposizione fino al punto di utilizzo (dove è necessarial'ariacompressa). L'obiettivofinale è quindiquello di recuperare ilcalore da un sistema opportunamentedimensionato e posizionatoilpiùvicinopossibile al punto di utilizzo. Per un aiuto in questo, è possibilesemprefareaffidamentosullacollaborazionetra la vostra ESCO e ilvostroesperto di aria compressalocale, ma se questoarticolo non è ancora chiaro come i segnalipremonitoriall'internodellavostrafabbrica, non fidatevi solo dellamia parola, la Commissione Europea ha anche affermato: "Una miglioreefficienzaenergeticaneiprocessiindustrialipuò portare a sostanzialirisparmi di energia primaria, alladecarbonizzazionedell'approvvigionamentoenergetico e allaconseguenteriduzionedelleemissioni di CO2. La riduzionedeicostienergeticiconsentirà anche una maggiorecompetitività".
